基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪的製作方法

2023-11-03 05:41:27

專利名稱：基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種擺線行星傳動齒輪，特別涉及一種線面共軛的擺線行星傳動齒輪。
背景技術：
傳統的擺線(內、外擺線)針輪行星傳動具有傳動比大、剛性好、結構緊湊、傳動精度高等特性，在近年來在國防工業及國民經濟建設的各個領域獲得了廣泛的應用。擺線類行星傳動的嚙合副一般由擺線輪和針輪構成，由變幅擺線的等距曲線和圓柱面構成共軛嚙合副，擺線輪齒廓和針輪齒廓嚙合時的輪齒接觸線是一條直線。線接觸齒廓具有以下不足相齧齒面間的摩擦和滑動率大，滑動是齒面產生磨損、產生熱量和功率損耗、降低效率、 縮短壽命的主要因素；隨著生產和科技的發展，對擺線齒形的傳動比、傳動精度、傳動效率和使用壽命等提出了更高的要求。點接觸齒輪突出的優點是因其近似純滾動嚙合，可大幅度降低滑動率。目前常用的點接觸齒輪是錐齒輪和圓弧齒輪，但是錐齒輪只使用於特定場合，圓弧齒輪存在著承載能力和傳動精度等一些缺點不能用於精密傳動領域。因此當前需要一種能兼具傳統擺線輪和點接觸齒輪優點的具有高承載、高效率、 高精度的齒輪。

發明內容
有鑑於此，為了解決上述問題，本發明提出一種能兼具傳統擺線輪和點接觸齒輪優點具有高承載、高效率、高精度的齒輪，該齒輪能夠滿足當前社會生產對齒輪的要求。本發明的目的是這樣實現的基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪，包括擺線針輪行星傳動嚙合副，其特徵在於 所述擺線針輪行星傳動嚙合副中一個齒輪齒廓保持不變，另一個齒輪齒面為管狀嚙合面， 所述管狀嚙合面為球心沿等距線Γ 運動的球族包絡面，所述等距線Γ 為沿曲線Γ(2) 主法矢方向相距r的光滑曲線，所述曲線Γ⑵為擺線針輪行星傳動嚙合副中一個齒輪齒面上的一條光滑曲線，其法矢方向和該齒面法線方向一致，曲線Γ (2)與嚙合副中另一齒輪齒面形成線面共軛嚙合；所述球族中球體的球半徑為等距曲線Γ (3)與光滑曲線Γ (2)之間的距離r，r小於原齒面嚙合段的最小曲率半徑。進一步，所述管狀嚙合面為針齒齒面時，所述管狀嚙合面上的脊線為光滑曲線 Γ(2)，所述光滑曲線Γ(2)的方程為
X2 = rz COS 汐Iy2 =rzsin0 + Rz
λ=m( Φ < θ ( φ 2)式中，θ為球族參數同時也是針齒轉角參數，rz為針齒圓柱面的外圓半徑，Rz為針齒中心分布圓半徑Φρ Φ2為針齒參與嚙合的最小轉角和最大轉角。
進一步，所述管狀嚙合面為針齒齒面時，所述以等距曲線Γ (3)為球心軌跡所形成
的嚙合管的方程為
權利要求
1.基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪，包括擺線針輪行星傳動嚙合副，其特徵在於 所述擺線針輪行星傳動嚙合副中一個齒輪齒廓保持不變，另一個齒輪齒面為管狀嚙合面， 所述管狀嚙合面為球心沿等距線Γ 運動的球族包絡面，所述等距線Γ 為沿曲線Γ (2) 主法矢方向相距r的光滑曲線，所述曲線Γ⑵為擺線針輪行星傳動嚙合副中一個齒輪齒面上的一條光滑曲線，其法矢方向和該齒面法線方向一致，曲線Γ (2)與嚙合副中另一齒輪齒面形成線面共軛嚙合；所述球族中球體的球半徑為等距曲線Γ (3)與光滑曲線Γ (2)之間的距離r，r小於原齒面嚙合段的最小曲率半徑。
2.根據權利要求1所述的基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪，其特徵在於所述管狀嚙合面為針齒齒面時，所述管狀嚙合面上的脊線為光滑曲線Γ(2)，所述光滑曲線Γ(2)的方程為 式中，θ為球族參數同時也是針齒轉角參數，rz為針齒圓柱面的外圓半徑，民為針齒分布圓半徑，φ」 Φ2為針齒參與嚙合的最小轉角和最大轉角。
3.根據權利要求2所述的基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪，其特徵在於所述管狀嚙合面為針齒齒面時，所述以等距曲線Γ⑵為球心軌跡所形成的嚙合管的方程為 式中，C7、Y為球參數，θ為球族參數同時也是針齒轉角參數，Φρ Φ2為針齒參與嚙合的最小轉角和最大轉角，r等距量，A為原針齒圓柱面半徑與等距量之差。
4.根據權利要求3所述的基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪，其特徵在於所述管狀嚙合面為針齒齒面時，外齒輪為擺線輪和內齒輪為針輪的嚙合副，其擺線輪齒廓接觸線方程為X1 = Rz sin(l + i)a - e sin (α) + rz cos ((1 + i)a - θ) γι = Rz cos(l + i)a - e cos (a) - rz sin ((1 + i)a - θ)『Z1 = /(θ) φ(θ,α) = ιιι·\ι(η) =0其中CjJ1彡θ彡Φ2式中，民為針齒中心分布圓半徑，rz為針齒圓柱面的外圓半徑，兩輪中心距為e，α為轉化機構中行星輪繞其軸逆時針旋轉角，i = 2b/Zg Zb、&為內齒輪和行星輪的齒數，H1為外擺線嚙合副的針齒齒廓接觸線法矢，vj12)為嚙合點處針輪與擺線輪的相對運動速度矢量。
5.根據權利要求4所述的基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪，其特徵在於所述管狀嚙合面為針齒齒面時，內齒輪為擺線輪和外齒輪為針輪的嚙合副，其擺線輪齒廓接觸線方程為
6.根據權利要求5所述的基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪，其特徵在於所述管狀嚙合面亦可為擺線輪齒齒面。
全文摘要
本發明公開了一種基於線面共軛的擺線行星傳動齒輪，涉及一種擺線行星傳動齒輪，包括擺線針輪行星傳動嚙合副，在嚙合副中一個齒輪的齒面上選取一條光滑曲線Γ(2)，其主法矢方向和該齒面法線方向一致，曲線Γ(2)與嚙合副中另一齒輪齒面形成線面共軛嚙合；所述齒輪的齒面為管狀嚙合面，管狀嚙合面為球心沿等距線Γ(3)運動的球族包絡面∑(3)，等距線Γ(3)為沿曲線Γ(2)主法矢方向相距r的光滑曲線，球族中球體的球半徑為等距曲線Γ(3)與光滑曲線Γ(2)之間的距離r，r小於原齒面嚙合段的最小曲率半徑，本發明通過改變擺線針輪行星傳動為線面共軛嚙合副，其嚙合過程為點接觸，傳動比大、剛性好、結構緊湊、傳動精度高，可使其嚙合近似純滾動，可大大降低滑動率，從而大大提高效率和使用壽命，加工簡單且精度高。
文檔編號F16H1/28GK102252058SQ201110184260
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者華成麗, 左俊, 易文翠, 李海翔, 賀舒, 鍾暉, 陳兵奎 申請人:重慶大學